C語言有很多關鍵字,大多關鍵字使用起來是很明確的,但有一些關鍵字卻要相對復雜一些。我們這里要說明的static關鍵字就是如此,它的功能很強大,相應的使用也就更復雜。
一般來說static關鍵字的常見用法有三種:一是用作局部變量的修飾符;二是用作全局變量修飾符;三是用作函數修飾符。在本篇接下來的描述中,我們將詳細分析這三種用法。
1、用於局部變量的修飾
當static用於修飾局部變量時,通常是在函數體內,而且只能在該函數內被調用。但是這樣定義的變量通常被稱為局部靜態變量,它的值的不會因為函數調用的結束而被清除,相反當函數再次被調用時,它的值將會是上衣次調用結束后的值。
比如,我們定義如下的兩個變量var1和var2:
void function(void)
{
int var1;
static int var2;
}
在上面這個例子中,變量var1是局部變量,變量var2就是靜態局部變量。所以在調用函數后,變量var1的值會被清除,而變量var2的值就會被保留。如果我們多次調用函數,變量var1每次都會從新初始化,而變量var2的值則不會。這一特性有什么作用呢?我們可以用其來實現如計數一樣的累計操作。
最后我們來總結一下靜態局部變量的特性:
- 存儲位置:處於靜態存儲區,當static用來修飾局部變量的時候,它就改變了局部變量的存儲位置,從原來的棧中存放改為靜態存儲區。
- 初始化操作:未經初始化的局部靜態變量會被程序自動初始化為0(自動對象的值是任意的,除非他被顯示初始化)。
- 作用域:作用域仍為局部作用域,當定義它的函數或者語句塊結束的時候,作用域隨之結束。但是靜態局部變量在離開作用域之后,並沒有被銷毀,而是仍然駐留在內存當中,直到程序結束,只不過我們不能再對它進行訪問。
有一點需要說明的是,由於靜態局部變量在函數調用完畢后,值並不會被銷毀,所以擁有靜態局部變量的函數是不可重入的。所以靜態局部變量的使用還是謹慎一些為好。
2、用於全局變量的修飾
關鍵字static還可用於修飾全局變量,該變量在某一個模塊中變量,但不屬於任何一個函數內,這樣的變量通常稱為靜態全局變量。這樣一個變量可以被模塊內的所有函數訪問,但不能被其它模塊內的函數訪問。
那么定義這樣一個靜態局部變量的用處是什么呢?我們覺得最明顯的優點主要是兩點:
- 是一個模塊內的變量,避免其它的模塊來訪問和修改,因為有時候我們不想它被別人訪問。
- 另一點,由於有效區域的限制,所以在其它模塊中可以使用相同名字的變量,而不會發生沖突,使軟件編寫更方便。
最后我們同樣是來總結一下靜態全局變量的特性,特別需要注意其作用域,可以和靜態局部變量作比較:
- 存儲位置:和靜態局部變量一樣也處於內存中的靜態存儲區,而靜態存儲區在整個程序運行過程中是一直存在的。
- 初始化操作:未經初始化的局部靜態變量會被程序自動初始化為0,而自動對象的值是任意的,除非他被顯示初始化。
- 作用域:靜態全局變量在聲明它的模塊之外是不可見的,所以他的作用域就在其所屬模塊,更確切的說是從定義之處開始到模塊結尾處。
所以,當我們使用static用來修飾全局變量的時候,它就將全局變量的作用域限定在了聲明它的模塊之內,但是並不會改變它的存放位置,還是在靜態存儲區中。
3、用於函數的修飾
關鍵字static還可以用於修飾一個函數,這樣的函數我們稱之為靜態函數。在一個模塊內,一個被聲明為靜態的函數只可被這一模塊內的其它函數調用,也就是說,這個函數的使用范圍被限制在聲明它的模塊之內。
定義一個靜態函數就是在函數的返回類型前加上static關鍵字。一般函數的定義和聲明默認情況下是extern的,但是靜態函數只是在聲明它的模塊中可見,不能被其它模塊調用。定義一個靜態函數如下:
static void function(void)
{
//函數體
}
那么定義靜態函數有什么好處呢?與靜態全局變量一樣,我們覺得最明顯的優點主要是兩點:
- 一點是,靜態函數是一個本地函數,不可以被其它模塊的函數調用,方便封裝一些模塊內部屬性的功能。
- 另一點,由於有效區域的限制,所以在其它模塊中可以使用相同名字的函數,而不會發生沖突,使軟件編寫更方便。
4、總結
我們在這里討論static關鍵字,其最大的好處是能夠實現數據和操作的封裝,這種封裝實際上就是限定數據和函數的作用范圍。可能有人會問限定作用范圍有什么用呢?
首先,能夠傳遞給使用者所要的屬性和操作信息,約束數據和操作的作用范圍。
其次,隱藏某些不必要對外公開的信息,而需要公開的信息公開,使得調用者更明晰其特性,且使調用更為安全。
再者,可以使得模塊的封裝性更好,結構更加緊湊和優化。
事實上,在面向對象的語言中,封裝對象的屬性和操作,並注重屬性和操作的私有和公共,也是基於這一思想,不過更完備罷了。
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